INFRASTRUKTURA I EKOLOGIA TERENÓW WIEJSKICH INFRASTRUCTURE AND ECOLOGY OF RURAL AREAS Nr 10/2011, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddzia w Krakowie, s. 145–159
Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi
Dorota Sieminiak, Alicja Pecio, Krzysztof Kubsik
ZNACZENIE SKàADU GRANULOMETRYCZNEGO
GLEBY I PLONU ROĝLIN DLA BIOMASY GLONÓW
W GLEBACH ODàOGOWANYCH
____________
THE SIGNIFICANCE OF SOIL TEXTURE AND CROP
OF VASCULAR PLANT FOR ALGAL BIOMASS
IN SET-A-SIDE LANDS
Streszczenie
Oceniono wielko biomasy glonów rozwijaj cej si na glebach od ogowa-nych o ró nym sk adzie granulometrycznym (gliny, piaski gliniaste mocnne, pia-ski s abo gliniaste, piapia-ski gliniaste lekkie). Badania dotyczy y powierzchni gleby i warstwy do g boko ci 30 cm w czwartym roku od ogowania. Obiektem bada by o pole pozostawione bez ingerencji cz owieka i pole piel gnowane corocznym koszeniem, gdzie rozdrobniony pokos ro lin pozostawa na polu. W czwartym ro-ku od ogowania rozmieszczenie glonów w glebie od ogu niekoszonego by o bar-dzo s abo zwi zane z uziarnieniem gleby. Silny wp yw struktury granulometrycz-nej zaznaczy si na od ogu piel gnowanym. W glebie do g boko ci 30 cm najwi cej glonów rozwija o si w na piaskach gliniastych mocnych i na piaskach s abo gliniastych. Równie powierzchni gleby najobficiej zasiedla y glony na piaskach s abo gliniastych, a poza tym na glinach lekkich.
Natomiast sk ad granulometryczny gleby nie wykaza wp ywu na plon ro-lin porastaj cych oba od ogi. Istotne ró nice w biomasie glonów i plonie ro ro-lin mi dzy od ogami wskazuj , e glony nie stanowi konkurencji dla ro lin w zdo-bywaniu biogenów i zabieraj z gleby tylko to co nie zostaje wykorzystane przez ro liny. Stwierdzony zosta wp yw wielko ci plonu ro lin na biomas glonów. Sáowa kluczowe: biomasa glonów, gleby od ogowane, sk ad granulometryczny gleby
Summary
Algal biomass was examined on the soil surface and within the soil layer (0-30 cm) under two set a side lands: unmown and mown for the first time after 4 years. The research plots were located on soils of 4 different classes: clay loam, loamy sand, clayey sand and light sand.
The relationships on the level P > 0.05 between algal biomass and soil texture on the unmown set a side land were very weak. Lack of fertilization and ploughing caused deterioration of algae. On loamy sand and clayey sand algae changed location to more rich soils. Relationships between algal biomass and soil texture class under the mown set a side land were strong. Algal biomass was low on clay loam and on light sands. The soils of clay loam and light sand texture class were more intensively colonised by algae on the soil surface. However, algae from those soils formed one homogeneous group with algae on clayey sand.
On the other hand the soil texture did not have an influence on crop of vascular plants. The differences in algal biomass and in crop of vascular plants between the two set a side lands show that plants win the competition to assimilate nutrients with algae.It was found that the crop of vascular plants have an influence on size of algal biomass.
Key words: algal biomass, soils of set a side lands, soil texture class
WSTĉP
Glony rozwijaj si we wszystkich w glebach jako organizmy terrestrycz-ne na powierzchni i do g boko ci nawet 1,5 m [Shtina i Gollerbakh 1976] . Ostatnie prace na temat zasiedlania przez glony ró nych gleb najcz ciej dotycz florystyki rodowisk o ekstremalnych warunkach bytowania dla organizmów, gdzie glony wchodz jako organizmy pionierskie [Vishnivetskaya 2008, Trainor 1970, 1985]. Niektóre zwi zane s ze sposobami rozprzestrzenia si glonów [Broady 1979]. W latach 50 ubieg ego stulecia szeroko zakrojone badania roz-mieszczenia (g boko ci wyst powania glonów w profilu glebowym), liczebno-ci, biomasy, produkcji i wymogów ekologicznych glonów w uprawach rolnych podj a wraz z zespo em badaczy Shtina [1966]. Natomiast Reisser [2007] nie-które z wymienionych prac fragmentarycznie opisa .
Z uwagi na czu o swoich reakcji glony wykorzystywane s jako wska -niki zanieczyszczenia i toksyczno ci rodowiska glebowego [Bérard et al. 2005, Zancan i in. 2006]. Wbrew temu jak si powszechnie uwa a, biomasa glonów w glebie nie powstaje wy cznie w reakcji na oddzia ywanie danych czynników w momencie poboru prób. Jej wielko zale y od okre lonych warunków, pa-nuj cych w rodowisku w ca ym okresie rozwoju glonów [Sieminiak 1996]. Biomasa glonów w glebach zwi ksza si w miar wzrostu opadów a maleje ze wzrostem temperatury [Sieminiak 1996]. Hamuj co na rozwój glonów dzia a tak e bardzo niska temperatura, a przerywa go spadek temperatury poni ej 0°C [Sztina, Gollerbach 1976] lub d ugotrwa a susza. W warunkach przed u aj cych
si okresów z bardzo niskimi temperaturami lub brakiem deszczów nast puje obumieranie glonów co wyra a si obni eniem ich biomasy. W przypadkach kiedy d ugotrwa e susze lub bardzo niskie temperatury nie wyst puj , biomasa glonów mo e wzrasta przez ca y okres obserwacji i staje si coraz wi ksza w miar up ywu czasu. (W strefie klimatu umiarkowanego mo e by najwi ksza z ko cem kalendarzowej jesieni).
Podobne warunki powstawania od ogów jak ródpolnych zadrzewie i oczek generuj zachodzenie w nich podobnych procesów. Dlatego od ogowanie ziemi ma równie korzystne znaczenie dla zachowania ró norodno ci gatunkowej. Stwarza ono mo liwo powrotu na tereny wy aczone z uprawy gatunków ro lin i zwierz t wra liwych na stosowane rodki ochrony ro lin (pestycydy i herbicydy) (Kujawa 1994, Ryszkowski, Karg, Kujawa 1999, Karg i Kujawa 2006). Od ogi stanowi wi c pierwsze ogniwo ostoji sprzyjaj cej prze yciu gatunków ro lin i zwierz t. Ma o jest dot d poznane jak przebiegaj procesy zasiedlania przez glony gleb wy -czonych z uprawy. Porównania liczebno ci glonów i zbiorowisk glonów w glebach o ró nym czasie wy czenia z intensywnej uprawy dotyczy y badania Lukesovej [1993] oraz Zancan i in. [2006]. Od drugiej po owy XX wieku uwa a si [Sztina, Gollerbach 1976], e liczebno zarówno gatunków jak i komórek glonów w glebie zmienia si w zale no ci od struktury granulometrycznej gleb, a liczebno ci te wzrastaj w kierunku od gleb lekkich do ci kich. Badania porównuj ce wielko biomasy glonów rozwijaj cych si na glebach o ró nej strukturze granulometrycznej dotycz uprawy pszenicy ozimej [Sieminiak et al. 2007].
Celem niniejszej pracy by o rozpoznanie jak glony zasiedlaj gleby uprzednio u ytkowane rolniczo po czterech latach od ogowania, cechuj ce si ró nym uziar-nieniem w przypadku pozostawienia ich bez ingerencji cz owieka i przy zastosowa-niu koszenia porastaj cych je ro lin oraz czy biomasa glonów ma zwi zek z plonem ro lin.
MATERIAà I METODY
Badania prowadzono w okresie pó nej jesieni 2006 roku, na dwóch polet-kach Stacji Do wiadczalnej Instytutu Uprawy Nawo enia i Gleboznawstwa w Baborówku.
Termin bada wyznaczony zosta w okresie w którym glony osi gaj zwy-kle najwi ksz biomas . Poniewa szczególnie istotny wp yw na wielko bio-masy maj opady i temperatury z okresu ostatniego pó rocza [Sieminiak 1996], warunki kszta towania si biomasy glonów w skrócie przedstawione zosta y w tabeli 1. Na ich podstawie mo na przyj , e wobec braku suszy i radykalnych spadków temperatury poni ej 0°C biomasa glonów do momentu bada nie tylko nie uleg a obni eniu ale by a prawdopodobnie najwy sza w roku. Miesi czne opady od sierpnia do daty poboru prób w grudniu zawiera y si w zakresie red-nich wieloletred-nich opadów w tym rejonie. Natomiast rednie temperatury powie-trza w ka dym z miesi cy od 1 do oko o 4°C przewy sza y redni temperatur
wieloletni dls danego miesi ca odnotowan dla Szamotu [Wo 1974], po o o-nych w odleg o ci oko o 6 km od Baborówka . Poniewa wielko biomasy glo-nów w glebie zmienia si w ci gu roku, to dla wykazania ró nic w zasiedlaniu przez nie ró nych gleb wybrany zosta jeden termin poboru prób. Ca y obszar bada charakteryzowa y jednolite warunki pogodowe, natomiast poszczególne powierzchnie badawcze, wyznaczone w obr bie tego obszaru, ró ni y si struk-tur gleby i sposobem jej u ytkowania.
Tabela 1. Dane meteorologiczne za okres sierpie – grudzie 2006:
rednia temperatura minimalna przy gruncie, rednia temperatura powietrza i opady
Table 1. Climatological data August to December 2006:
mean of the minimum temperature at ground, mean of air temperature and rainfall ĝrednia temperatura (°C)
minimalna przy gruncie powietrza
Opady (mm) Miesiąc/ Rok 2006 2006 1951 - 1980 2006 Sierpie Wrzesie Pa dziernik Listopad Grudzie 12,1 8,4 6,9 2,2 0,9 18,2 17,6 11,4 6,9 4,8 17,3 13,4 8,5 3,7 -0.1 114,9 20,7 17,2 29,4 35,6 Dane stacji meteorologicznej Baborówko i rednie wieloletnie dla Szamotu (Wo 1974) po o onych oko o pi kilometrów od Baborówka.
Climatological data from meteorological station in Baborówko and mean temperature of many years for Szamotu y (Wo 1974) situated about five kilometer from Baborówko.
Pola (0,6 ha) po uprawie j czmienia jarego, od czterech lat podlega y od ogowaniu przy czym jedno z nich jeden lub kilka razy w roku, od ko ca maja lub pocz tku czerwca, by o koszone na wysoko ci 5 cm nad ziemi . Skoszone ro liny by y przy pomocy kosiarko-rozdrabniacza RG-300 rozdrabniane i pozo-stawa y nieruszane na polu.
Obszar ca ego pola pokryty by siatk punktów (36 m x 36 m), naniesion do bazy danych Systemu Informacji Geograficznej (GIS). Dzi ki temu u atwio-ne by o wyznaczenie 8 sta ych poletek obserwacyjnych o powierzchni 100 m2
ka de (po cztery poletka na ka dym z od ogów). Poletka ró ni y si uziarnie-niem gleb. Na ka dym z od ogów wydzielone by y: gliny lekkie (gl), piasek gliniasty mocny (pgm), piasek s abogliniasty (ps), piasek gliniasty lekki (pgl). Gleby (wg. FAO) pod obydwoma od ogami nale a y w wi kszo ci do typu gleb p owych (Orthic luvisols). Wyj tek stanowi y gliny lekkie, wchodz ce w sk ad gleb brunatnych (Eutric cambisols). Na wyznaczonych 8 poletkach w okresie od maja do pa dziernika okre lono sk ad gatunkowy rozwijaj cych si ro lin na-czyniowych. Pokrycie poszczególnych gatunków oceniano procentowo wg skali Braun-Blanqueta [Matuszkiewicz 2002]. Dodatkowo okre lany by plon suchej masy ro lin naczyniowych. Zbioru dokonywano trzy razy w roku (15.05., 20.06. i 10.07.) zgodnie z metodyk Doma skiego [2007].
Próby glebowe pobierano w trzech powtórzeniach. Przez ka d z 8 wybra-nych (100 m2) powierzchni wyznaczano przy ka dym poborze prób, przy
pomo-cy siatki wspó rz dnych i systemu GIS przek tne kwadratu 10 m x 10 m. Wzd u nich wybierano losowo trzy miejsca z których wzd u uprzednio wy-znaczonych przek tnych pobierano po siedem prób na ka de powtórzenie. Próby pobierane by y z powierzchni (warstwa 0-0,2 cm) i z warstwy ornej (0-30 cm) co 10 cm: 0-10, 10-20 i 20-30 cm. Próby powierzchniowe zbierane by y przy pomocy no a zgodnie z metodyk wg Sztiny i Gollerbacha [1969]. Natomiast próby z warstwy ornej pobierano przy pomocy laski glebowej Egnera. Gleb przesuszano, przesiewano przez sito, a nast pnie zalewano 90% acetonem i przez minimum 7 godzin wytrz sano. Nast pnie próby przes czane by y przy u yciu bibu y filtracyjnej Whatman GF/C i oznaczano w nich zawarto glono-wego chlorofilu „a” na UV/VIS Spektrofotometrze V-550 firmy JASCO. W celu oddzielenia pochodnych chlorofilu pochodz cych z resztek ro linnych zatoso-wano specjalnie zalecan dla glonów glebowych metod Lorenzena [1967]. Oznaczanie przeprowadzano pomi dzy d ugo ci fali 430 a 750 nm. Biomasa glonów oceniana by a zgodnie z metodyka wg Sieminiak [1996].
Istotno wp ywu badanych czynników do wiadczenia na biomas glonów glebowych oceniono za pomoc analizy wariancji stosuj c program komputero-wy Statgraphics Plus for Windows. Istotno ró nic mi dzy rednimi okre lono za pomoc testu istotno ci ró nic dla zmiennych (Ko mogorov-Smirnov) lub w przypadku ANOVA testu NIR - LSD na poziomie istotno ci =0,05.
WYNIKI BADAē I DYSKUSJA
Po czterech latach od za o enia eksperymentu gleby obydwu badanych od ogów cechowa a wysoka zawarto fosforu z wyj tkiem powierzchni od ogu niekoszonego po o onego na piaskach gliniastych lekkich (tab. 2), gdzie zawar-to fosforu mie ci a si w redniej klasie zasobno ci [Fotyma, Mercik 1995].
Podobnie kszta towa a si w badanych glebach zawarto potasu, jednak e warto ci jej by y istotnie wy sze (P=0,002) w glebie od ogu koszonego (rys. 1). Natomiast zawarto magnezu w obydwu od ogach mie ci a si w granicach redniej klasy zasobno ci z wyj tkiem piasków gliniastych lekkich od ogu ko-szonego, gdzie j nieznacznie przekracza a w kierunku zawarto ci wysokiej. Podobnie jak w przypadku potasu, by a ona istotnie wy sza (P=0,002) w gle-bach od ogu koszonego (rys. 1). Wszystkie gleby mia y pH zbli one do oboj t-nego, a procentowa zawarto w gla organicznego (tab. 2) utrzymywa a si na poziomie ni szym od redniej krajowej warto ci dla gleb brunatnych o sk adzie piasków gliniastych (1,08%) wg oceny gospodarstw Wielkopolski [Bie kowski, Jankowiak 2006 za Fotyma, Mercik 1995].
Tabela 2. Charakterystyka stanowisk poboru prób (0-30 cm g boko ci) na od ogach
(niekoszonym i koszonym): gatunek gleby (gliny lekkie gl, piaski gliniaste mocne -pgl, piaski s abogliniaste - ps, piaski gliniaste lekkie - pgl), typ gleby wg FAO (brunatne
i p owe), zasobno gleby i materia organiczna (próchnica)
Table 2. Characteristics of the sampling sites (0-0,3 m in the depth) of set a side lands
(unmovn and movn): soil texture (clay loam - gl, clayey sand - pgl, loamy sand -ps, light sand - pgl) : soil type according to FAO (Eutric cambisols and Orthic luvisols),
pH, soil richness, and organic matter content (humus) Zasobno gleby
(mg.kg-1) Od óg Gatunekgleby Typ glebywg FAO pHKCl
P1 K 1 Mg2
Zawarto materii organicznej
(%) gl brunatne Eutric cambisols 7,24 107,4 125,9 25,5 0,93 pgm p owe Orthic Luvisols 6,69 93,4 90,7 21,0 0,90 ps p owe Orthic Luvisols 5,94 71,6 85,2 23,5 0,83 Niekoszony
pgl p owe Orthic Luvisols 7,48 33,2 78,3 22,9 1,00 gl brunatne Eutric cambisols 7,28 103,8 145,0 33,7 0,96 pgm p owe OrthicLuvisols 7,1 133,0 92,5 24,8 0,80 ps p owe Orthic Luvisols 7,08 88,6 149,1 31,5 0,94 Koszony
pgl p owe Orthic Luvisols 7,20 155,4 165.7 46,4 1,14 Dane s rednimi trzech powtórze . 1 wg Egner-Riehm, 2 wg Schachtschabel
Data represent means of 3 replications. 1 according to Egner-Riehm, 2 according to Schachtschabel
Rysunek 1. Diagramy przedstawiaj ce zasobno gleb od ogu niekoszonego i
koszone-go po czterech latach odokoszone-gowania w przyswajalny potas i magnez. P – poziom istotno ci ró nic. Linia centralna w ka dym diagramie wskazuje po o enie mediany; Znak plus "+" wskazuje umiejscowienie redniej danego zbioru prób; Linie pionowe wskazuj zakres
zmienno ci, a punkty poza nimi prezentuj warto ci odstaj ce
Figure 1. Box-and-whisker plots for the content of potassium and magnesium in
un-mown and un-mown set aside lands after four years since the cease of soil tillage and min-eral fertilisation. P – significant level of differences. The sign plus "+" indicates the location of the sample means; Vertical lines indicate the range of variability, and far
Od óg koszony (piel gnowany) porasta y g ównie Lolium perenne L. (w 50-65%) i Dactylis glomerata L. z domieszk Taraxacum officinale Web.,
Lamium purpureum L. oraz szczególnie na glebie gliniastej Erigeron canadensis
L., Convolvulus arvensis L., Geranium pusillum L. i Viola arvensis Murr. Poza tym wy cznie na glebie gliniastej pojawia o si Tripleurospermum inodorum (L.) Schultz-Bip. (5%). Natomiast na od ogu niekoszonym dominowa a Dactylis
glomerata L (80-85%) z mniejszym udzia em Lolium perenne L., a na glebie
gliniastej z domieszk Erigeron canadensis L., Viola arvensis Murr., Geranium
pusillum L. i Convolvulus arvensis L. Ro liny dorasta y do 70-90 cm wysoko ci,
a na piaskach gliniastych lekkich tylko do 5070 cm prawdopodobnie ze wzgl -du na ubo sze gleby. Jak wynika z opisu na obu od ogach na glinach lekkich, z uwagi na ich wi ksz yzno rozwija a si wi ksza liczba gatunków ro lin. Obecno wi kszej liczby gatunków ro lin cechowa a tak e od óg koszony w porównaniu z od ogiem niekoszonym. Oprócz Dactylis glomerata L., Lolium
perenne L., Erigeron canadensis L, Viola arvensis Murr., Geranium pusillum L.
i Convolvulus arvensis L. rosn cych na od ogu niekoszonym, na od ogu piel -gnowanym pojawia si równie Taraxacum officinale Web., Lamium purpureum L. i Tripleurospermum inodorum (L.) Schultz-Bip.. Prowadzone równocze nie na obu od ogach oceny plonu suchej masy ro lin naczyniowych wskazuj na rozwój istotnie wi kszej biomasy ro lin (P<0,0001, rys. 2) na od ogu koszonym w porównamiu z od ogiem niekoszonym, co konweniuje z zawarto ci w glebie przyswajalnego potasu i magnezu. Wcze niejsze ustalenia o efektach nawo enia k [Falkowski 1970] potwierdzaj , e koszenie i pozostawianie rozdrobnionego pokosu na polu przyczynia o si prawdopodobnie do pobudzania wzrostu ro lin i rozwoju wi kszej liczby gatunków ro lin ni na od ogu niekoszonym.
Rysunek 2. Diagramy oceniaj ce wysoko plonu ro lin naczyniowych na od ogu
niekoszonym i koszonym w czwartym roku od ogowania. P - poziom istotno ci ró nic
Figure 2. Box-and-whisker plots for the evaluation of crop of vascular plants in
unmown and mown set aside lands after four years since the cease of soil tillage and mineral fertilization. P – significant level of differences
powierzchnia gleby (0-0,2 cm) 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 1 2 3 4 gl pgm ps pgl . Skáad granulometryczny gleby
B iomasa gl onów (m g.m -2 )
odáóg niekoszony odáód koszony
warstwa gleby (0-30 cm) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
gleby brunatne gleby páowe
B iomasa gl onów ( mg.m -2 ) Typ gleby SE SE
Rysunek 3. rednia biomasa glonów (na powierzchni i w warstwie gleby 0-30 cm) pod
od ogiem niekoszonym i koszonym w glebach o ró nym sk adzie granulometrycznym: gliny lekkie (gl), piaski gliniaste mocne (pgl), piaski s abogliniaste (ps), piaski gliniaste
lekkie (pgl) i ró nej przynale no ci systematycznej: gleby brunatne i p owe. SE – b d standardowy
Figure 3. Mean algal biomass (on the soil surface and in the soil layer 0-30 cm) under
set a side lands: unmown and mown in soils of different granulometric composition: clay loam (gl), clayey sand (pgl), loamy sand (ps), light sand (pgl} and of different
Rysunek 4. Diagramy przedstawiaj ce redni biomas glonów (dla badanych
gatun-ków gleb) w glebie od ogu niekoszonego i koszonego, na powierzchni i w warstwie gleby 0-30 cm po czterech latach od ogowania. P – poziom istotno ci ró nic. Linia centralna w ka dym diagramie wskazuje po o enie mediany; Znak plus "+" wskazuje umiejscowienie redniej danego zbioru prób; Linie pionowe wskazuj zakres
zmienno ci, a punkty poza nimi prezentuj warto ci odstaj ce
Figure 4. Box-and-whisker plots for mean algal biomass (for soil textures study) on
the soil surface and in the soil layer 0-30 cm in depth in soils of unmown and mown set aside lands after four years since the cease of soil tillage and mineral fertilization. P – significant level of differences. The center line in each box shows the location of
the sample medians; The sign plus "+" indicates the location of the sample means; Vertical lines indicate the range of variability, and far outside points represent outliers
Biomasa glonów na powierzchni od ogu niekoszonego kszta towa a si rednio w granicach 2,94–5,46 mg·m-2 (rys. 3) i by a istotnie ni sza (P<0,01,
rys. 4) od biomasy glonów na powierzchni od ogu koszonego, której warto ci rednie przypadaj ce na poszczególne uziarnienia gleb wynosi y od 3,39 do 6,15 mg·m-2 (rys. 3). Podobnie jak w przypadku ro lin wy szych wi ksza
bio-masa glonów na powierzchni od ogu piel gnowanego odpowiada stwierdzonej tu wy szej zawarto ci potasu i magnezu. Pozostawiane na powierzchni, roz-drobnione pokosy ro lin, rozk adaj c si musia y stwarza lepsze warunki dla rozwojowi glonów w porównaniu z od ogiem niekoszonym. Ro liny nie hamo-wa y rozwoju glonów w cienkiej hamo-warstwie powierzchni gleby od ogu piel gno-wanego. Glony wobec braku konkurencji ro lin rozwija y si na powierzchni obficiej, korzystaj c z substacji mineralnych, które po rozk adzie pokosu ro lin nie zd y y przenikn w g b gleby. Inaczej glony zasiedla y gleb w warstwie do 30 cm g boko ci. Wi ksze biomasy glonów stwierdzone zosta y w glebach na od ogu niekoszonym, rednio od 373 do 449 mg·m-2 (rys. 3). Warto ci ich by y istotnie wy sze (P=0,03, rys. 4) od odpowiadaj cych im wartosci biomasy glonów w glebach od ogu koszonego, które zawiera y si w przedziale od 246 do 434 mg·m-2 (rys.3). Ro liny naczyniowe dzi ki rozbudowanemu
(wi ksza sucha masa ro lin na od ogu koszonym ni na od ogu niekoszonym) przez co wykaza y wp yw na rozwój glonów ograniczaj c ich rozwój. Fakt ten potwierdza wynik analizy wariancji (bardzo wysoka liczba statystyki Fishera-Snedocora) dla biomasy glonów w warstwie gleby 0-30 cm i plonu ro lin naczy-niowych na obu od ogach, P=0,04, F=374 (tab. 3). Jest to kolejny dowód na to, e walk o zdobycie nutrientów wygrywaja z glonami zawsze ro liny wy sze [Sieminiak 1997]. Po raz pierwszy, przy u yciu pierwiastków znakowanych udowodni to Fuller i Rogers 1952. Glony ze rodowiska zabieraj tylko nadmiar substancji mineralnych, którego ro liny wy sze nie wykorzystuj , zagospodaro-wuj c przez swój rozwój nadwy biogenów w siedlisku.
Tabela 3. Wyniki analizy wariancji ANOVA i testu wielokrotnych porówna (NIR0,05)
dla biomasy glonów (mg·m-2) w warstwie gleby 0-30 cm g boko ci, na obu od ogach
przy ró nym plonie ro lin naczyniowych (g·m-2)
Table 3. ANOVA Table and result of Multiple Range Tests (LSD0,05) for algal biomass
(mg*m-2) in the soil layer 0 -30 cm depth of both set a side lands by different crop
of vascular plants (g·m-2) ród o zmienno ci Suma kwadratów Stopnie swobody Df redni kwadrat Test F Poziom istotno ci Mi dzy grupami Wewn trz grup 165343,0 20,1168 22 1 7515, 59 20, 1168 Razem 165363, 0 23 373, 60 0,040
S abe powi zania mi dzy rozwojem biomasy glonów a glebami o ró nym uziarnieniu (P=0,0674, F=3,55) stwierdzone zosta y na powierzchni od ogu nie-koszonego. Natomiast nie stwierdzono takich powi za w warstwie gleby do g boko ci 30 cm (P=0,163, F=2,22, rys. 5). Wskazuje to na zaawansowany proces przemian zachodz cych w zasiedlaniu gleb przez glony pod wp ywem od ogowania gleb. Glony licznie zasiedlaj ce gleby podlegaj ce uprawie wobec wstrzymania zasilania tych gleb nawozami odczuwaj brak dostarczanych dot d substancji mineralnych. Przestaj wi c rozwija si w zubo a ych siedliskach od ogu i przenosz si do miejsc aktualnie bogatszch w pierwiastki potrzebne im do rozwoju.
Odmiennie zachowywa y si glony w glebach od ogu piel gnowanego co-rocznym koszeniem. Zarówno na powierzchni gleby, jak i w warstwie do 30 cm struktura granulometryczna gleb mia a istotny wp yw na zasiedlanie gleb przez glony (rys. 6). W warstwie powierzchniowej gleby z jednej strony utrzymywa a si stosunkowo wysoka biomasa glonów na piaskach s abogliniastych, z drugiej strony zaznaczy a si ju wyra nie tendencja do liczniejszego zasiedlania gleb ci szych jak gliny lekkie i piaski gliniaste lekkie (tab. 4). Natomiast odwrotnie zasiedlenie przebiega o w warstwie gleby 0-30 cm g boko ci. Tutaj najs abiej zasiedlone by y przez glony gliny lekkie i piaski gliniaste lekkie, a najobficiej piaski gliniaste mocne i piaski s abogliniaste (rys. 6, tab. 5) .
Rysunek 5. Udzia biomasy glonów na powierzchni i w warstwie gleby 0-30 cm
g boko ci od ogu niekoszonego, przy ró nym sk adzie granulometrycznym gleb: gliny lekkie (gl), piaski gliniaste mocne (pgl), piaski s abogliniaste (ps), piaski gliniaste
lekkie (pgl). ). Podano zakres zmienno ci, median (centralna linia w ka dym diagramie) i warto ci rednie (znak plus "+")
Figure 5. The share of algal biomass on the soil surface and in the soil layer 0-30 cm in
depth of mown set aside land by different granulometric composition of soil: clay loam (gl), clayey sand (pgl), loamy sand (ps), light sand (pgl). The range of variability,
medians (the center line in each box) and means (the sign plus "+" ) were given
Rysunek 6. Udzia biomasy glonów na powierzchni i w warstwie gleby 0-30 cm
g boko ci od ogu koszonego, przy ró nym sk adzie granulometrycznym gleb: gliny lekkie (gl), piaski gliniaste mocne (pgl), piaski s abogliniaste (ps), piaski gliniaste lekkie
(pgl). Podano zakres zmienno ci, median (centralna linia w ka dym diagramie) i warto ci rednie (znak plus "+")
Figure 6. The share of algal biomass on the soil surface and in the soil layer 0-30 cm in
depth of mown set aside land by different granulometric composition of soil: clay loam (gl), clayey sand (pgl), loamy sand (ps), light sand (pgl). The range of variability,
Tabela 4. Wyniki analizy wariancji ANOVA i testu wielokrotnych porówna (NIR0,05)
dla biomasy glonów (mg·m-2) na powierzchni gleby od ogu koszonego przy ró nym
sk adzie granulometrycznym gleby: gliny lekkie (gl), piaski gliniaste mocne (pgm), piaski s abogliniaste (ps), piaski gliniaste lekkie (pgl)
Table 4. ANOVA Table and result of Multiple Range Tests (LSD0,05) for algal biomass
(mg·m-2) on the soil surface of mown set a side land with different soil texture class: clay
loam (gl), clayey sand (pgm), loamy sand (ps), light sand (pgl) ród o zmienno ci Suma kwadratów Stopnie swobody Df redni kwadrat Test F Poziom istotno ci Mi dzy grupami Wewn trz grup 8,1364214,5706 38 4,856861,01705 Razem 22,707 11 4,78 0,034
Tabela 5. Wyniki analizy wariancji ANOVA i testu wielokrotnych porówna (NIR0,05)
dla biomasy glonów (mg·m-2) w warstwie gleby 0-30 cm g boko ci na od ogu
koszonym przy ró nym skladzie granulometrycznym gleby: gliny lekkie (gl), piaski gliniaste mocne (pgm), piaski s abogliniaste (ps), piaski gliniaste lekkie (pgl)
Table 5. ANOVA Table and result of Multiple Range Tests (LSD0,05) for algal biomass
(mg·m-2) in the soil layer 0-30 cm in depth of mown set a side land with different soil
texture class: clay loam (gl), clayey sand (pgm), loamy sand (ps), light sand (pgl) ród o zmienno ci Suma kwadratów Stopnie swobody Df redni kwadrat Test F Poziom istotno ci Mi dzy grupami Wewn trz grup 96401,76 20331,3 3 8 32133,9 2541,41 Razem 116733,0 11 12,64 0,002
Wp yw ró nych struktur granulometrycznych na zasiedlanie gleb przez glony w glebach od ogowanych ujawni si s abiej ni w glebach podlegaj cych uprawie orkowej (Sieminiak i in. 2007). Jedn z przyczyn musia o by prze-mieszczania si glonów do miejsc bogatszych w pierwiastki przyswajalne z powodu zaprzestania nawo enia. Drug przyczyn by a najprawdopodobniej ró -nica w czasie okre lonego u ytkowania gleb. Zastosowanie orki na polach si ga o setek lat. Czas ten pozwoli maksymalnie zaj powierzchnie gatunkom zdolnym dostosowa si do wymogów uprawy roli. W porównaniu do tak d u-giego okresu oddzia ywania czynników sk adaj cych si na upraw gleb, 4 lata od czasu wprowadzenia od ogowania, to dopiero pocz tek warunków dla roz-woju nowych gatunków, które ze wzgl du na stosowane zabiegi agrotechniczne nie mog y si tu dot d rozwija .
WNIOSKI
1. Na glebach pozostawionych bez ingerencji cz owieka zale no ci mi dzy zasiedlaniem przez glony gleb o ró nym uziarnieniu by y bardzo s abe lub nie ujawni y si - rezultat przemieszczania si glonów ze zubo a ych w wyniku zaprzestania nawo enia gleb od ogu do gleb aktualnie y nieszych i wej cie gatunków gin cych w uprawach rolnych.
2. W glebach od ogowanych, gdzie zastosowano koszenie ro lin i pokos pozostawa na polu, sk ad granulometryczny gleb mia wp yw na zasiedlanie gleb przez glony. W warstwie gleby do 30 cm g boko ci najmniej licznie glony wyst powa y na glinach i piaskach gliniastych lekkich. Natomiast na po-wierzchni wymienione gleby zasiedlane by y liczniej. Tak e do licznie glony rozwija y si na piasach s abogliniastych.
3. Od óg piel gnowany cechowa a istotnie wy sza zawarto potasu i ma-gnezu, wy sza sucha masa ro lin naczyniowych i rozwóju wi kszej liczby ga-tunków ro lin ni na od ogu niekoszonym.
4. Ni sza na od ogu piel gnowanym koszeniem ni na od ogu niekoszo-nym, biomasa glonów w warstwie gleby 0-30 cm g boko ci w po czeniu z przeciwnymi wynikami dla suchej masy ro lin wy szych wskazuje, e glony nie stanowi dla ro lin konkurencji przy zdobywaniu nutrientów potrzebnych im do rozwoju.
5. Biomasa ro lin rozwjaj cych si na obu od ogach wykaza a wp yw na wielko biomasy glonów w warstwie gleby o g boko ci 0-30 cm.
PracĊ wykonano w ramach projektu badawczego 2P04G059 finansowanego ze Ğrodków MniSW (Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa WyĪszego)
BIBLIOGRAFIA
Bérard A., Dorigo U., Humbert J.F., Martin-Laurent F. 2005. Microalgae community structure
analysis based on 18S rDNA amplification from DNA extracted directly from soil as a po-tential soil bioindicator. Agron. Sustain. Dev. 25: 285-291 DOI: 10.1051/agro:2005004
Bie kowski J., Jankowiak J. ZawartoĞü wĊgla organicznego w glebie i jego zmiany pod wpáywem
róĪnych systemów produkcji. Fragm. Agron. 2, 2006, s. 216-225.
Broady P.A. Wind dispersal of terrestrial algae at Signy Island, South Orkney Islands Br. Antarct. Surv. Bull. 48, 1979, s. 99-102.
Doma ski P.J. Trawy najwyĪszej jakoĞci. Farmer. pl 2007-07-17 02:53:38 s. 1-3: http://www. farmer.pl/produkcja-roslinna/pastewne/trawy_najwyzszej_jakosci,e3d7871770
598f1e13d5.html [dost p: 17.lipca 2007]
Domracheva L. I. „Cvetiene” pochvy i zakonomernosti jevo razvitiya. Syktywkar, 2005, 335 ss. Falkowski M. koznawstwo. Pa stwowe Wydawnictwo Rolnicze i Le ne, Warszawa, 1970, 376 ss.
Fotyma M., Mercik S. Chemia rolna. PWN Warszawa, 1995, 356 ss.
Fuller W.H., Rogers R.N. Utilization of the phosphorus of algal cells as measured by the
Neubayer technique. Soil Sci. 74, 6, 1952, s. 417-430.
Gollerbakh M.M., Shtina E.A. Pochviennyje vodorosli. Nauka, Leningrad, 1969, 228 ss.
Karg J., Kujawa K. The importance of young shelterbelts for biodiversity in an agricultural
land-scape. Annual Report 2006, s. 74-76.
Kujawa K. Influence of land-use change within agricultural landscapes on the abundance and
diversity of breeding bird communities. W: Ryszkowski L., Ba azy S. (red.) Functional Appraisal of Agricultural Landscapes in Europe (EUROMAB and INTECOL Seminar).
ZB RiL PAN Pozna , 1994, s. 183-196.
Lorenzen C.J. Determination of chlorophyll and pheo-pigments: spectrophotomrtric equations.
Limnol. Oceanogr. 12, 1967, s. 343-346.
Lukesova A. Soil algae in four secondary successional stages on abandoned fields. Algological Studies 71, 1993, s. 81-102.
Reisser W. The Hidden Life of Algae Underground. W: Seckbach J. Algae and cyanobacteria in
extreme environments. Springer, The Hebrew Univ. of Jerusalem, Israel, 2007, s. 49-58.
Ryszkowski L., Karg J., Kujawa K. Ochrona i ksztaátowanie róĪnorodnoĞci biologicznej w
krajo-brazie rolniczym. W: Ryszkowski L., Ba azy S. (red.), Zak ad Bada rodowiska
Rolnic-zego i Le nego PAN Pozna , Uwarunkowania ochrony róĪnorodnoĞci biologicznej i
krajo-brazowej. 1999, s. 59-80.
Matuszkiewicz T. Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roĞlinnych Polski. PWN Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 2001, 537 ss.
Shtina E.A. Über die Verbreitung und ökologishe Bedeutung der Algen in Ackerboden. Pedobiologia 9, 1969, s. 226-242.
Shtina E.A., Gollerbakh M. M. Ekologija pochviennych vodoroslej. Nauka, Moskva, 1976, 144 ss. Sieminiak D. Evaluation of algal biomass in the soil of a barren land. Ekol. Polska 44, 1996,
s. 225-246.
Sieminiak D. Biomasa glonów w glebie terenów krajobrazu rolniczego. Rocz. Akademii Rolniczej w Poznaniu CCXVIV, Melior. In . rod. 19,1, 1997, s. 47-54.
Sieminiak D., Pecio A., Kubsik K. Biomasa glonów w glebach o róĪnym skáadzie
granulometrycz-nym w okresie początkowego wzrostu pszenicy ozimej. Fragm. Agron. 4, 2007, s. 169-175.
Vishnivetskaya T. Viable Cyanobacteria and Green Algae from the Permafrost Darkness . W: Ed: Margesin R. Permafrost Soils. Springer, Germany, 2008, s. :73-84.
Wo A. Klimat Niziny Wielkopolskiej. UAM Wydawnictwo Naukowe, Pozna , 1994, 192 ss. Zancan S., Trevisan R., Paoletti M.G. Soil algae composition under different agro-ecosystems in
Dr Dorota Sieminiak Zak ad Systemów Rolniczych Instytut rodowiska Rolniczego i Le nego PAN ul. Szeherezady 74 60-195 Pozna e-mail: dsieminiak@poczta.onet.pl
Prof. nadzw. dr hab. Alicja Pecio Zak ad ywienia Ro lin i Nawo enia Instytut Uprawy, Nawo enia i Gleboznawstwa, Pa stwowy Instytut Badawczy ul. Czartoryskich 8 24-100 Pu awy
e-mail: alap@iung.pulawy.pl
Dr Krzysztof Kubsik Stacja Do wiadczalna w Baborówku Instytut Uprawy, Nawo enia i Gleboznawstwa Pa stwowy Instytut Badawczy 64-500 Szamotu y e-mail: sdbabor2@poczta.onet.pl Recenzent: Prof. dr hab. Ryszard ĝliizowski
